7.4. Розрахунок екрана

Розрахунок товщини суцільного металевого екрана в зоні випромінювання, тобто при випромінюванні НВЧ енергії, виконується в такий спосіб:

1. Розраховують ЩПЕ передавального пристрою в зоні діаграми спрямованості на відстані R від випромінювача до робочого місця.

2. Визначають необхідну, відповідно до санітарних норм, ступінь ослаблення N ЕМП:

,

де – ЩПЕ на відстані R у метрах, мкВт/см²; – граничнодопустима ЩПЕ, мкВт/см².

Визначають мінімальну товщину захисного екрана:

, (7.1)

де w – кутова частота w=2π f; f – частота НВЧ генератора, Гц;

γ – електрична провідність матеріалу, Ом^–1м^–1; μ – магнітна проникність матеріалу екрана, Гн/м.

Приклад 7.1. Визначити товщину суцільного захисного екрана робочого місця, що знаходиться в зоні діаграми спрямованості антени РЛС, якщо відомо: потужність передавача

Р_пер = 200 Вт; коефіцієнт підсилення антени G_ант = 400;

R = 5 м; екран з алюмінію γ = 3,54× 10^–3 Ом^–1м^–1, μ = 4π× 10^–7 Гн/м; λ = 3 см ; f = 1× 10¹⁰ Гц.

Знаходимо ЩПЕ на відстані R = 5 м від антени РЛС:

Приймаємо = 1000 мкВт/см² і потім розраховуємо необхідну кратність ослаблення

,

тоді N = 0,04.

Визначаємо товщину захисного екрана із співвідношення (7.1):

Таким чином, товщину суцільного металевого екрана необхідно вибирати з погляду міцності конструкції.

Методичні вказівки

На сьогодні у цивільній авіації широке поширення в галузях зв'язку, радіонавігації і радіолокації одержали електромагнітні хвилі ВЧ, УВЧ, НВЧ.

Необхідно знати, яку небезпеку являють собою електромагнітні хвилі різних частот для організму, як нормується інтенсивність опромінення ВЧ і НВЧ діапазонів і які застосовуються засоби захисту від електромагнітних випромінювань.

Література: [6]; [9]; [13]; [15]; [19]; [26].

Контрольні запитання

1. Від яких факторів залежить ступінь впливу ЕМП на людину?

2. Які фізіологічні й функціональні порушення відбуваються в тілі людини під впливом електромагнітного випромінювання?

3. У яких одиницях вимірюють інтенсивність опромінення?

4. Допустимі інтенсивності опромінення.

5. На якому принципі грунтується робота еквівалентного навантаження (еквівалентна антена)? Коли він застосовується?

6. Перерахуйте види захисних покритів. Як вони класифікуються і який принцип дії захисного покриття?

7. Що являють собою окуляри ОРЗ-5?

8. Перелічіть вимоги, що ставляться до виробничих приміщень, у яких розміщаються РЛС.

9. Які проводяться заходи щодо захисту від НВЧ опромінення?

Глава 8. Лазерні випромінювання

8.1. Границі випромінювань оптичного діапазону

Оптичні квантові генератори чи лазери можуть застосовуватися для створення точних вимірювальних приладів та інструментів, в оптичній локації, для передачі інформації, прецизійного зварювання, свердління тугоплавких матеріалів. Особливо перспективне застосування лазерів у галузі зв'язку і на телебаченні. В лазерах генерується когерентне випромінювання оптичного діапазону великої інтенсивності, у вузькому пучку випромінювання щільність потоку потужності може досягати 10¹²-10¹³ Вт/см².

Електромагнітні випромінювання охоплюють практично весь оптичний діапазон (від ультрафіолетової до інфрачервоної області спектра (табл. 8.1).

Таблиця 8.1

Класифікація електромагнітних випромінювань оптичного діапазону

Вид випромінювання	Довжина хвилі l, мкм	Частота f, Гц
Інфрачервоні хвилі	100–0,76	3 1012 – 3,94 1014
Видиме світло	0,76–0,39	3,94 1014 – 7,7 1014
Ультрафіолетові хвилі	0,39–0,001	7,7 1014 – 3 1017

Квантові генератори працюють на основі змушених випромінювань, джерелами яких є робочі речовини, що випускають електромагнітні випромінювання оптичного діапазону (що створюють лазерний ефект) внаслідок порушення їхніх атомів електромагнітною енергією іншого джерела. Як інше джерело у твердотілих лазерах служать газорозрядні імпульсні лампи, а в газових лазерах – генератори НВЧ.

Як робочу речовину у твердотілих квантових генераторах застосовують кристали рубіна, скла з домішкою неодиму, диспрозію, вольфрамат кальцію, а в газових генераторах найбільш простого типу – суміш гелію з неоном і азотом. Робоча речовина випромінює хвилі визначеної довжини – рубіновий лазер створює хвилю довжиною – λ = 0,6943 мкм, неодимовий – λ = 1,06 мкм, лазер на суміші вуглекислого газу з неоном і азотом – λ = 10,6 мкм.

При поширенні лазерного випромінювання в повітрі на великі відстані інтенсивність s ( Вт/м² ) визначається за формулою:

s = ,

де Р – потужність випромінювання, Вт; r – відстань до джерела, м;

α – коефіцієнт ослаблення за потужністю, 1/м.

Коефіцієнти ослаблення за потужністю при поширенні випромінювання в повітряному середовищі приведені в табл.6.2.

Таблиця 6.2

Коефіцієнти ослаблення по потужності в повітрі

Вид генератора	Довжина хвилі випромінювання l, мкм	Коефіцієнт ослаблення a, 1/м 10–5
Рубіновий	0,6943	1010–5
Неодимовий	1,06	5,7510–5
На суміші СО2 з неоном і азотом	10,6	3,2510–5

Інтенсивність відбитого лазерного променя (Вт/м²) визначається за формулою:

s = ,

де Р – потужність випромінювання, Вт; r₀ – коефіцієнт послаблення випромінювання оптичного квантового генератора від перешкоди; S – площа проекції поверхні перешкоди, що опромінюється, на площину, перпендикулярну до прямого променя лазера, м²; r – відстань до джерела випромінювання, м.

90